[0001] Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere eines
Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung
eine elektrische Maschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 9.
[0002] Derartige Rotoren für elektrische Maschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, sowie
derartige elektrische Maschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, sind aus dem allgemeinen
Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Die jeweilige elektrische Maschine
weist einen jeweiligen Stator und den jeweiligen Rotor auf, welcher um eine Drehachse
relativ zu dem Stator drehbar ist. Beispielsweise kann der Rotor von dem Stator angetrieben
werden, sodass die elektrische Maschine beispielsweise über den Rotor Drehmomente,
insbesondere zum Antreiben des jeweiligen Kraftfahrzeugs, bereitstellen kann. Der
Rotor weist dabei wenigstens eine um die Drehachse, insbesondere relativ zu dem Stator,
drehbare Rotorwelle und wenigstens ein Blechpaket auf, welches drehfest mit der Rotorwelle
verbunden ist. Außerdem weist der jeweilige Rotor wenigstens ein Lüfterrad auf, welches
mehrere Lüfterradschaufeln umfasst.
[0003] Das Lüfterrad ist drehfest mit der Rotorwelle verbunden, sodass sich das Lüfterrad
mit der Rotorwelle und mit dem Blechpaket um die Drehachse mitdreht. Durch Drehen
des Lüfterrads um die Drehachse ist beziehungsweise wird mittels der Lüfterradschaufeln
und somit mittels des Lüfterrads Luft zu fördern beziehungsweise gefördert, mittels
welcher zumindest der Rotor zumindest in einem Teilbereich gekühlt werden kann. Mit
anderen Worten, werden die Rotorwelle und somit das Lüfterrad um die Drehachse, insbesondere
relativ zu dem Stator, gedreht, so wird mittels der Lüfterradschaufeln und somit mittels
des Lüfterrads Luft gefördert, mittels welcher zumindest der Rotor sowie vorzugsweise
auch der Stator gekühlt werden können beziehungsweise gekühlt werden.
[0004] Die
DE 44 43 427 A1 beschreibt eine elektrische Maschine mit einem Rotor, der als Kurzschlussläufer ausgebildet
ist. An einen Kurzschlussring des Kurzschlussläufers sind Lüfterflügel angeformt.
Beabstandet zu den Lüfterflügeln, oder angrenzend an die Lüfterflügel ist eine geschlossene
Scheibe auf der Rotorwelle angeordnet.
[0005] In der
EP 3 251 880 A1 ist eine elektrische Maschine gezeigt, wobei der Rotor Stirnseitig Lüfterräder aufweist,
die eine Mehrzahl von Lüfterradschaufeln haben, die in Umfangsrichtung in unterschiedlichen
Abständen zueinander angeordnet und oder ausgebildet sind.
[0006] Aus der
DE 93 14 985 U1 ist eine Läufer für eine elektrische Maschine bekannt, wobei der Rotor als Klauenpolrotor
ausgebildet ist, und eine Lüfterscheibe mit einer Stirnfläche des Läufers verklebt
ist.
[0007] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rotor und eine elektrische
Maschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders
effektive Kühlung realisierbar ist.
[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 sowie durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patenanspruchs 9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in
den übrigen Ansprüchen angegeben.
[0009] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine,
insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Der Rotor weist wenigstens eine um eine Drehachse
drehbare Rotorwelle und wenigstens ein drehfest mit der Rotorwelle verbundenes Blechpaket
auf, welches somit mit der Rotorwelle um die Drehachse, insbesondere relativ zu einem
Gehäuse beziehungsweise relativ zu einem Stator der elektrische Maschine, mitdrehbar
ist. Beispielsweise kann der Rotor von dem Stator angetrieben und dadurch um die Drehachse
relativ zu dem Rotor beziehungsweise relativ zu dem Gehäuse gedreht werden. Der Rotor
weist darüber hinaus wenigstens ein Lüfterrad auf, welches, insbesondere zumindest
mittelbar, drehfest mit der einfach auch als Welle bezeichneten Rotorwelle und somit
mit dem Blechpaket verbunden ist. Somit ist das Lüfterrad mit der Rotorwelle und mit
dem Blechpaket um die Drehachse, insbesondere relativ zu dem Stator beziehungsweise
relativ zu dem Gehäuse, mitdrehbar. Das Lüfterrad weist mehrere Lüfterradschaufeln
auf, wobei mittels der Lüfterradschaufeln und somit mittels des Lüfterrads Luft zum
Kühlen zumindest eines Teils des Rotors sowie vorzugsweise auch des Stators zu fördern
ist.
[0010] Mit anderen Worten, werden die Rotorwelle und somit das Blechpaket und das Lüfterrad
um die Drehachse gedreht, so wird mittels der Lüfterradschaufeln und somit mittels
des Lüfterrads Luft gefördert, mittels welcher zumindest der Rotor und vorzugsweise
auch der Stator gekühlt werden können beziehungsweise gekühlt werden. Das auch als
Laufrad bezeichnete Lüfterrad kann dabei vorzugsweise als ein Radiallüfterrad ausgebildet
sein, welches während eines Betriebs des Rotors beziehungsweise der elektrische Maschine
in axialer Richtung des Rotors von der mittels des Lüfterrads geförderten Luft angeströmt
und in radialer Richtung von der Luft abgeströmt wird. Während des Betriebs werden
die Rotorwelle und somit das Lüfterrad um die Drehachse gedreht beziehungsweise während
des Betriebs drehen sich die Rotorwelle und das Lüfterrad um die Drehachse, sodass
das Lüfterrad Luft fördert. Während des Betriebs strömt die mittels des Lüfterrads
geförderte Luft des Lüfterrads an sich in axialer Richtung des Rotors an und in radialer
Richtung des Rotors ab. Dabei fällt die axiale Richtung des Rotors mit der Drehachse,
mit der axialen Richtung der Rotorwelle und mit der axialen Richtung des Lüfterrads
zusammen, und die radiale Richtung des Rotors verläuft senkrecht zur Drehachse und
somit senkrecht zur axialen Richtung des Rotors, wobei die radiale Richtung des Rotors
mit der radialen Richtung der Rotorwelle und mit der radialen Richtung des Lüfterrads
zusammenfällt.
[0011] Um nun auf besonders einfache und insbesondere kosten- und bauraumgünstige Weise
eine besonders effektive und effiziente Kühlung zumindest des Rotors und vorzugsweise
des Stators realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Lüfterradschaufeln
an einer den Lüfterradschaufeln in axialer Richtung des Rotors zugewandten Stirnseite
des Blechpakets direkt anliegen. Somit berühren zumindest jeweilige Teile der jeweiligen
Lüfterradschaufeln die den Lüfterradschaufeln beziehungsweise den Teilen in axialer
Richtung des Rotors zugewandte Stirnseite des Blechpakets direkt beziehungsweise unmittelbar,
sodass die Lüfterradschaufeln beziehungsweise die Teile in axialer Richtung des Rotors
unmittelbar beziehungsweise direkt an der Stirnseite des Blechpakets abgestützt sind.
[0012] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zumindest jeweilige Teile von jeweiligen,
in axialer Richtung der Stirnseite des Blechpakets zugewandten zweiten Stirnseiten
der jeweiligen Lüfterradschaufeln direkt beziehungsweise unmittelbar an der Stirnseite
des Blechpakets anliegen. Hierdurch können beispielsweise unerwünschte und übermäßige
Leckage- beziehungsweise Bypassströmungen der geförderten Luft beziehungsweise von
Teilen der Luft zwischen dem Lüfterrad und dem Blechpaket hindurch vermieden werden,
sodass zumindest der Rotor effektiv und effizient gekühlt werden kann.
[0013] Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Lüfterrad in, insbesondere
streng, axialer Richtung für die Luft dicht ist. Dies bedeutet, dass das Lüfterrad
in streng axialer Richtung des Rotors beziehungsweise genau entlang einer mit der
axialen Richtung des Rotors zusammenfallenden oder parallel zur axialen Richtung des
Rotors verlaufenden Richtung nicht von Luft und somit nicht von der mittels des Lüfterrads
geförderten Luft durchströmt werden kann, sodass das Lüfterrad genau in axialer Richtung
des Rotors für die mittels des Lüfterrads geförderte Luft dicht ist. Die während des
Betriebs des Rotors mittels des Lüfterrads geförderte und somit das Lüfterrad, insbesondere
in axialer Richtung, anströmende und von dem Lüfterrad, insbesondere in radialer Richtung,
abströmende Luft kann somit beispielsweise in radialer Richtung des Rotors und somit
des Lüfterrads und/oder schräg dazu durch das Lüfterrad und dabei beispielsweise zwischen
den Lüfterradschaufeln hindurchströmen, jedoch kann die Luft nicht streng in axialer
Richtung durch das Lüfterrad hindurchströmen. Hierdurch können unerwünschte Luftströmungen
vermieden werden.
[0014] Insbesondere kann dadurch eine unerwünschte Luftzirkulation vermieden werden, sodass
beispielsweise während des Betriebs vermieden werden kann, dass das Lüfterrad Luft,
die bereits zuvor zum Kühlen des Rotors verwendet und dadurch erwärmt wurde, wieder
ansaugt, sodass eine effiziente und effektive Kühlung sichergestellt werden kann.
Der erfindungsgemäße Rotor ermöglicht somit eine auch als Entwärmung bezeichnete Kühlung
des Rotors und vorzugsweise auch des Stators durch eine, insbesondere reine, Luftkühlung
ohne einen zusätzlichen fremdbetriebenen Lüfter. Unter einem zusätzlichen fremdbetriebenen
Lüfter ist ein solcher Lüfter zu verstehen, dessen Fremdlüfterrad von einer von dem
Rotor unterschiedlichen, zusätzlich zu dem Rotor vorgesehenen Einrichtung antreibbar
ist beziehungsweise angetrieben wird. Ferner ist es möglich, bei Verwendung einer
reinen Luftkühlung des erfindungsgemäßen Rotors beziehungsweise der gesamten elektrischen
Maschine auch deren Inverter mittels der Luft mitzukühlen, welche mittels des Lüfterrads
gefördert wird.
[0015] Der Erfindung liegt dabei insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Herkömmliche
Lüfterräder sind entlang der axialen Richtung üblicherweise von Luft durchströmbar.
Da es ferner zu einer Relativbewegung, insbesondere zu einer Relativdrehung, zwischen
dem Lüfterrad und dem Gehäuse der elektrischen Maschine kommt, ist ein sich zumindest
in axialer Richtung erstreckender Abstand zwischen dem Lüfterrad und dem Gehäuse vorgesehen,
woraus ein in axialer Richtung zwischen dem Gehäuse und dem Lüfterrad angeordneter
Luftspalt resultiert. Dieser Abstand beziehungsweise dieser Luftspalt wird vorgesehen,
da es ansonsten zu einer Kollision zwischen dem Lüfterrad und dem Gehäuse und somit
zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Lüfterrads und/oder des Gehäuses kommen
kann. Der bei herkömmlichen Lösungen vorgesehene und technisch erforderliche Luftspalt
zwischen dem Lüfterrad und dem Gehäuse kann während des Betriebs eine Bypass- beziehungsweise
Leckageströmung erzeugen. Dadurch kann bereits ausgestoßene Luft, welche zuvor bereits
mittels des Lüfterrads angesaugt, zur Kühlung verwendet und dadurch erwärmt wurde,
wieder mittels des Lüfterrads angesaugt werden. Dadurch kann der Wirkungsgrad des
Lüfterrads verschlechtert werden. Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können
mittels des erfindungsgemäßen Rotors vermieden werden.
[0016] Üblicherweise ist es vorgesehen, dass während des Betriebs der elektrischen Maschine
beziehungsweise des Rotors die Luft mittels de Lüfterrads axial aus einer Umgebung
der elektrischen Maschine beziehungsweise des Gehäuses in die elektrische Maschine
beziehungsweise in das Gehäuse gesaugt wird, insbesondere durch wenigstens eine oder
mehrere stirnseitigen Öffnungen in dem Gehäuse, in welchem der Rotor und der Stator
angeordnet sind. Die Luft wird beispielsweise durch wenigstens eine oder mehrere stirnseitige,
auf einer ersten Seite des Gehäuses angeordnete Öffnungen in axialer Richtung hindurch
in das Gehäuse gesaugt und/oder die Luft wird durch wenigstens ein oder mehrere stirnseitige,
auf einer der ersten Seite in axialer Richtung des Rotors abgewandten zweiten Seite
angeordnete Öffnungen hindurch in das Gehäuse gesaugt. Die mittels des Lüfterrads
angesaugte und somit geförderte Luft strömt das Lüfterrad beispielsweise zumindest
im Wesentlichen in axialer Richtung an und strömt das Lüfterrad zumindest im Wesentlichen
in radialer Richtung ab. Mit anderen Worten wird die mittels des Lüfterrads geförderte
Luft in axialer Richtung zu dem Lüfterrad hingefördert und in radialer Richtung von
dem Lüfterrad weggefördert. Ferner ist es denkbar, dass die Luft durch seitliche Öffnungen
an einem Umfang des Gehäuses hindurchgefördert und dadurch aus dem Gehäuse ausgeblasen
wird.
[0017] Vorzugsweise ist das Lüfterrad als rückwärts gekrümmtes Lüfterrad ausgebildet. Mit
anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Lüfterradschaufeln rückwärts
gekrümmt sind. Darunter ist insbesondere folgendes zu verstehen: Während des Betriebs
dreht sich das Lüfterrad in eine Drehrichtung um die Drehachse, wobei die Lüfterradschaufeln
entgegen der Drehrichtung und somit rückwärts gekrümmt sind.
[0018] Außer der mittels des Lüfterrads geförderten Luft resultiert ein Luftstrom, mittels
welchem beispielsweise ein Wickelkopf des Stators direkt und dabei beispielsweise
durch Konvektion gekühlt werden kann, da der Luftstrom den Wickelkopf direkt an- und
umströmt. Weist beispielsweise der Rotor keine Rotorinnenkühlung auf, so wird der
üblicherweise wärmeempfindliche Magnete, insbesondere Permanentmagnete, aufweisende
Rotor nur durch Wärmeleitung mit einem großen Abstand zu einer Temperatursenke gekühlt.
Vorzugsweise ist jedoch eine Rotorinnenkühlung vorgesehen, sodass der Rotor, insbesondere
das Blechpaket, von der mittels des Lüfterrads geförderten Luft durchströmbar ist.
Dadurch kann eine effektive und effiziente Kühlung gewährleistet werden.
[0019] Das Blechpaket weist vorzugsweise Taschen auf, welche auch als Magnettaschen bezeichnet
werden. Dabei sind die zuvor genannten und vorzugsweise als Permanentmagnete ausgebildeten
Magnete jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig,
in den jeweiligen Taschen angeordnet. Insbesondere sind die Magnete an dem Blechpaket
befestigt.
[0020] Um eine effiziente Kühlung zu gewährleisten, sollte das vorzugsweise als Radiallüfterrad
ausgebildete und somit vorzugsweise ein Radialgebläse bildende Lüfterrad innen ansaugen,
und ein Konturspalt an der jeweiligen Stirnseite der jeweiligen, einfach auch als
Schaufel bezeichneten Lüfterradschaufel sollte möglichst klein sein, um unerwünschte
Luftspalte und daraus resultierende Leckageströmungen besonders gering halten zu können.
Ferner sollten Toträume beziehungsweise Leckagen vermieden werden. Üblicherweise muss
die Luftströmung durch wenigstens eine oder mehrere Wicklungen, insbesondere des Stators,
gezogen, das heißt gesaugt werden. Dies bedeutet, dass eine Kontur des Gehäuses möglichst
nahe an jeweiligen Stirnseiten von jeweiligen Wicklungsenden und auch an den jeweiligen
Stirnseiten der Schaufeln angeordnet sein sollte. Dies kann bei dem erfindungsgemäßen
Rotor beziehungsweise mittels des erfindungsgemäßen Rotors realisiert werden.
[0021] Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das gesamte beziehungsweise vollständige
Lüfterrad für die Luft vollständig dicht ist. Dies bedeutet, dass das Lüfterrad entlang
seiner vollständigen radialen Erstreckung und über seine gesamte, in um die Drehachse
verlaufender Umfangsrichtung beziehungsweise Drehrichtung verlaufender Erstreckung
für die Luft dicht ist. Hierdurch können unerwünschte Bypässe beziehungsweise Leckageströmungen
vermieden werden.
[0022] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Lüfterrad eine sich in axialer Richtung
der Rotorwelle und somit des Rotors und des Lüfterrads an die Lüfterradschaufeln anschließende
und in axialer Richtung für die Luft dichte Deckscheibe aufweist, welche beispielsweise
einstückig mit den Lüfterradschaufeln ausgebildet sein kann. Die Lüfterradschaufeln
sind beispielsweise mit der Deckscheibe verbunden und/oder über die Deckscheibe miteinander
verbunden. Die Deckscheibe ist zumindest in einem in radialer Richtung innenseitig
der Lüfterradschaufeln und beispielsweise in radialer Richtung außenseitig der Rotorwelle
angeordneten Bereich in axialer Richtung von der Stirnseite beabstandet, wodurch in
dem Bereich ein in axialer Richtung durch die Deckscheibe begrenzter Zwischenraum
gebildet ist. Insbesondere ist der Zwischenraum in eine mit der axialen Richtung des
Rotors zusammenfallende und von der Stirnseite des Blechpakets wegweisende Richtung
durch die Deckscheibe, insbesondere durch eine Wandung der Deckscheibe, begrenzt.
[0023] In radialer Richtung nach innen hin ist beispielsweise der Zwischenraum durch die
Rotorwelle und/oder durch eine weitere Wandung der Deckscheibe begrenzt beziehungsweise
gebildet. In den Zwischenraum ist die mittels des Lüfterrads geförderte Luft in axialer
Richtung einleitbar. Mit anderen Worten, während des Betriebs strömt die mittels des
Lüfterrads geförderte Luft in, insbesondere streng, axialer Richtung in den Zwischenraum
ein. Dabei ist die Luft mittels der Deckscheibe, insbesondere mittels der Wandung,
von dem Zwischenraum in radialer Richtung nach außen zu den Lüfterradschaufeln zu
führen. Dies bedeutet, dass die, insbesondere in axialer Richtung, in den Zwischenraum
einströmende Luft mittels der Deckscheibe, insbesondere mittels der Wandung, abgelenkt
beziehungsweise umgeleitet und dabei zu den Lüfterradschaufeln hin abgelenkt beziehungsweise
umgeleitet wird, sodass eine gezielte und definierte Führung der Luft ohne übermäßige
Bypässe und Leckageströmungen darstellbar ist. Dadurch kann eine besonders effiziente
und effektive Kühlung gewährleistet werden.
[0024] Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Deckscheibe wenigstens
einen Zwischenraum, zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, in axialer
Richtung und dabei in die zuvor beschriebene, mit der axialen Richtung zusammenfallende
und von der Stirnseite des Blechpakets wegweisende Richtung begrenzenden und bogenförmigen
beziehungsweise gewölbten Wandungsbereich aufweist, mittels welchem die Luft von einer
axialen Strömungsrichtung, in die die Luft beispielsweise von dem Blechpaket kommend
in den Zwischenraum einströmt, in eine radiale Strömungsrichtung hin zu den Lüfterradschaufeln
und somit in radialer Richtung nach außen umlenkbar ist beziehungsweise umgelenkt
wird. Der Wandungsbereich ist beispielsweise die erste Wandung oder Teil der ersten
Wandung. Der Wandungsbereich bildet eine abgerundete beziehungsweise verrundete Fläche
und ist konkav beziehungsweise von der Stirnseite des Blechpakets weg gewölbt, sodass
eine besonders strömungsgünstige Umlenkung beziehungsweise Umleitung der in den Zwischenraum
einströmenden Luft zu den Schaufeln hin realisiert werden kann. Durch den Wandungsbereich
können Totgebiete vermieden werden, sodass ein besonders hoher Wirkungsgrad der Kühlung
dargestellt werden kann.
[0025] Erfindungsgemäß bilden beziehungsweise begrenzen die in Umfangsrichtung des Lüfterrads
voneinander beabstandeten Lüfterradschaufeln jeweilige, in Umfangsrichtung des Lüfterrads
zwischen den jeweiligen Lüfterradschaufeln angeordnete und von der Luft, insbesondere
in radialer Richtung des Rotors, durchströmbare Kanäle. Hierdurch kann die Luft -
wie zuvor angedeutet - sozusagen durch das Lüfterrad strömen, jedoch nicht streng
in axialer Richtung, sondern in radialer Richtung beziehungsweise nur schräg dazu
und dabei durch die Kanäle. Vorzugsweise sind die Kanäle in vollständig hergestellten
Zustand der einzige Weg für die mittels des Lüfterrads geförderte Luft durch das Lüfterrad
beziehungsweise um dieses herum oder an diesem vorbei.
[0026] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kanäle mittels der Deckscheibe in eine mit
der axialen Richtung des Rotors zusammenfallende und von der Stirnseite wegweisende
Richtung verschlossen und dadurch für die Luft in axialer Richtung dicht sind. Dies
bedeutet, dass die Luft nicht streng in axialer Richtung durch die Kanäle hindurchströmen
kann, sondern die Luft kann lediglich in radialer Richtung nach außen durch die Kanäle
hindurch strömen, sodass das Lüfterrad für eine streng in axialer Richtung verlaufende
Durchströmung von Luft gesichert beziehungsweise geschützt ist. Dadurch kann eine
effektive und effiziente Kühlung gewährleistet werden.
[0027] Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Kanäle in
axialer Richtung zu der Stirnseite des Blechpakets hin offen. Da die Schaufeln jedoch
unmittelbar beziehungsweise direkt an der Stirnseite des Blechpakets anliegen, können
unterwünschte Leckage- beziehungsweise Bypassströmungen vermieden werden. Gleichzeitig
können das Gewicht und der Bauraumbedarf des Rotors in einem besonders geringen Rahmen
gehalten werden. Außerdem ist eine definierte und präzise Führung der Luft möglich,
sodass eine besonders vorteilhafte Kühlung darstellbar ist.
[0028] Erfindungsgemäß weist der jeweilige Kanal einen von der mittels des Lüfterrads Luft
durchströmbaren Einzelströmungsquerschnitt auf, wobei dadurch, dass mehrere Kanäle
vorgesehen sind, mehrere Einzelströmungsquerschnitte vorgesehen sind. Die beziehungsweise
alle Einzelströmungsquerschnitte der beziehungsweise aller Kanäle bilden in Summe
einen von der Luft durchströmbaren Summenströmungsquerschnitt. Hierdurch können eine
besonders vorteilhafte Luftführung und somit eine besonders vorteilhafte Kühlung realisiert
werden.
[0029] Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Blechpaket von der
mittels des Lüfterrads geförderten Luft durchströmbar ist. Hierdurch ist die zuvor
genannte Rotorinnenkühlung realisierbar, sodass der Rotor, insbesondere in seinem
Inneren, effektiv und effizient gekühlt werden kann.
[0030] Die Deckscheibe ist beispielsweise ein Rücken oder ein Boden des Lüfterrads. Da zum
einen die Lüfterradschaufeln direkt an der Stirnseite des Blechpakets, welches auch
als Rotorblechpaket bezeichnet wird, anliegen und da zum anderen das Lüfterrad durch
die Deckscheibe in streng axialer Richtung dicht für die Luft ist, kann ein Zirkulieren,
insbesondere ein axiales Zirkulieren, der Luft zwischen dem Lüfterrad und dem Gehäuse,
insbesondere dessen Gehäuseboden, vermieden werden. Dadurch kann ein besonders hoher
Wirkungsgrad der Kühlung gewährleistet werden.
[0031] Um eine besonders effektive und effiziente Kühlung realisieren zu können, ist erfindungsgemäß
vorgesehen, dass das gesamte Blechpaket insgesamt einen von der mittels des Lüfterrads
geförderten Luft durchströmbaren Blechpaketströmungsquerschnitt aufweist, welcher
dem Summenströmungsquerschnitt entspricht.
[0032] Der Blechpaketströmungsquerschnitt ist der gesamte, von der mittels des Lüfterrads
geförderten Luft beziehungsweise Luft insgesamt durchströmbare Strömungsquerschnitt
des Blechpakets. Der Blechpaketströmungsquerschnitt wird beispielsweise durch genau
einen oder aber durch mehrere, in dem Blechpaket verlaufende Luftkanäle gebildet.
Der jeweilige Luftkanal weist beispielsweise eine Eintrittsöffnung auf, über welche
die mittels des Lüfterrads geförderte Luft in den jeweiligen Luftkanal einströmen
kann. Ferner weist der jeweilige Luftkanal eine Austrittsöffnung auf, über welche
die den jeweiligen Luftkanal durchströmende Luft aus dem Luftkanal ausströmen und
beispielsweise in den zuvor genannten Zwischenraum einströmen kann.
[0033] Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn beispielsweise wenigstens
eine Lüfterradwandung des Lüfterrads unmittelbar an den jeweiligen Luftkanal, insbesondere
an dessen Rand oder Randbereiche, insbesondere in radialer Richtung nach außen und/oder
innen hin oder in Umfangsrichtung, anschließt, wodurch Strömungsverluste vermieden
oder zumindest besonders gering gehalten werden können.
[0034] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Deckscheibe entlang ihrer gesamten,
von der Rotorwelle in radialer Richtung nach außen verlaufenden Erstreckung und entlang
ihrer gesamten, in Umfangsrichtung des Lüfterrads verlaufenden Erstreckung für die
Luft dicht, sodass eine gezielte und definierte Führung der Luft gewährleistet werden
kann. Unerwünschte Strömungen können somit vermieden werden, sodass ein besonders
hoher Wirkungsgrad der Kühlung gewährleistet werden kann.
[0035] Um eine besonders vorteilhafte Kühlung zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, dass die Anzahl der Lüfterradschaufeln ungerade ist. Dies
bedeutet, dass die Anzahl der Lüfterradschaufeln eine ganze, positive und ungerade
Zahl ist. Hierdurch können unerwünschte Geräusche vermieden werden, sodass ein besonders
vorteilhaftes Geräuschverhalten des Rotors und somit der elektrische Maschine insgesamt
realisiert werden kann.
[0036] Die auch als Schaufelradzahl bezeichnete Anzahl der Lüfterradschaufeln hängt beispielsweise
von einer Querschnittsfläche der Luftströmung, insbesondere im Blechpaket, ab. Beispielsweise
hängt die Anzahl der Lüfterradschaufeln von dem Blechpaketströmungsquerschnitt und/oder
von einem jeweiligen, einzelnen und von der Luft durchströmbaren Strömungsquerschnitt
des jeweiligen Luftkanals ab. Vorzugsweise wird die Anzahl der Lüfterradschaufeln
so gewählt, dass ein Eintrittsquerschnitt der mittels des Lüfterrads geförderten Luft
in das Lüfterrad, das heißt beispielsweise ein Eintrittsquerschnitt des Lüfterrads,
über dessen Eintrittsquerschnitt die mittels des Lüfterrads geförderte Luft in das
Lüfterrad, insbesondere in die jeweiligen Kanäle, einleitbar ist beziehungsweise einströmen
kann, einer Querschnittsfläche der Luftströmung im Blechpaket, insbesondere dem Blechpaketströmungsquerschnitt,
entspricht.
[0037] Um eine besonders effektive und effiziente Kühlung sowie ein besonders vorteilhaftes
Geräuschverhalten realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
vorgesehen, dass die Lüfterradschaufeln in einer ungleichmäßigen Winkelteilung angeordnet
sind. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Lüfterradschaufeln in Umfangsrichtung
des Lüfterrads ungleichmäßig verteilt angeordnet sind.
[0038] Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Winkelteilung wenigstens
oder genau drei voneinander unterschiedliche Winkel, um welche die jeweiligen Schaufeln
beziehungsweise in Umfangsrichtung des Lüfterrads voneinander beabstandet sind, aufweist.
Somit dienen beispielsweise die wenigstens oder genau drei voneinander unterschiedlichen
Winkel zwischen den Schaufeln der Geräuschminimierung. Die auch als Winkelaufteilung
bezeichnete Winkelteilung wird vorzugsweise so ausgestaltet beziehungsweise so angeordnet,
dass der Schwerpunkt des Lüfterrads auf der Drehachse liegt.
[0039] Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Lüfterrad durch
einen Rändelpressverband zumindest drehfest mit der Rotorwelle verbunden ist. Vorzugsweise
ist das Lüfterrad auch in axialer Richtung der Rotorwelle relativ zu der Rotorwelle
gesichert, wobei vorzugsweise das Lüfterrad durch den Rändelpressverband auch in axialer
Richtung der Rotorwelle an der Rotorwelle festgelegt ist. Vorzugsweise ist das Lüfterrad
auf der Rotorwelle angeordnet. Der Rändelpressverband dient der Reduktion von Fertigungstoleranzen
und ermöglicht einen verbesserten Kontakt zur Welle durch Reib- und Formschluss. Ferner
kann der Rändelpressverband eine Verminderung des Pressverbands zwischen dem Lüfterrad
und der Rotorwelle bei hohen Temperaturen kompensieren, da während des Fügens das
weitere Material des Lüfterrads in Zwischenräume der Rändel auf die Welle fließt und
so ein zusätzlicher Formschluss entsteht. Ferner ist es denkbar, dass die Rotorwelle
und das Lüfterrad einstückig miteinander ausgebildet sind.
[0040] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere
für ein Kraftfahrzeug. Die elektrische Maschine weist wenigstens einen Stator und
wenigstens einen um eine Drehachse relativ zu dem Stator drehbaren Rotor, insbesondere
gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, auf. Der Rotor weist wenigstens eine um die
Drehachse drehbare Rotorwelle, wenigstens ein drehfest mit der Rotorwelle verbundenes
Blechpaket und wenigstens ein drehfest mit der Rotorwelle verbundenes und mehrere
Lüfterradschaufeln aufweisendes Lüfterrad auf, mittels welchem Luft zum Kühlen des
Rotors sowie vorzugsweise auch des Stators, zu fördern ist. Insbesondere weist die
elektrische Maschine auch ein Gehäuse auf, in welchem der Rotor und der Stator jeweils
zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, aufgenommen
beziehungsweise angeordnet sind.
[0041] Um nun eine besonders effiziente und effektive Kühlung gewährleisten zu können, ist
es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Lüfterradschaufeln an einer den Lüfterradschaufeln
in axialer Richtung des Rotors zugewandten Stirnseite des Blechpakets direkt anliegen,
wobei das Lüfterrad in axialer Richtung für die Luft dicht ist. Vorteile und vorteilhafte
Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte
Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
[0042] Ferner gehört zu der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen
Rotors und/oder einer erfindungsgemäßen elektrische Maschine. Zu der Erfindung gehören
auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen elektrische
Maschine, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Rotors beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen elektrische
Maschine hier nicht noch einmal beschrieben.
[0043] Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
[0044] Die Erfindung ermöglicht es, die üblicherweise wärmeempfindlichen und beispielsweise
als Permanentmagnete ausgebildeten Magnete des Rotors im Vergleich zum Stand der Technik
besser zu kühlen, da Wärme an einem Rand von Öffnungen im Inneren des Rotors nahe
der auch als Magnettaschen bezeichneten Taschen direkt durch Wärmeströmung beziehungsweise
Konvektion abgeführt werden kann. Die Magnete werden dann durch einen stark verkürzten
Abstand zur Temperatursenke durch Wärmeleitung gekühlt. Die Temperatursenke ist dabei
ein gekühlter Bereich des Blechpakets, dessen gekühlter Bereich insbesondere durch
die mittels des Lüfterrads geförderte Luft gekühlt wird. Ferner ist die durch das
Lüfterrad verursachte Verlustleistung wesentlich geringer als bei einer rein stirnseitigen
Kühlung mittels Radiallufträdern. Dadurch, dass die Lüfterradschaufeln an der Stirnseite
des Blechpakets direkt anliegen, kann ein Boden beziehungsweise ein Rücken des Lüfterrads
als die zuvor genannte Deckscheibe dienen. Dadurch wird ein radial stirnseitiges Zirkulieren
der Luft zwischen dem Lüfterrad und dem Gehäuserad vermieden. Die Kühlung wird so
wesentlich effektiver, da unnötige, rotierende und nicht-kühlende Leckage- beziehungsweise
Bypassströmungen vermieden werden können.
[0045] Die Erfindung ermöglicht die Realisierung einer effektiven Kühlung des Rotors durch
Wärmeströmung beziehungsweise Konvektion, insbesondere in einem offenen System, in
dem die kühlende Luft beispielsweise radial auf der kühleren Seite der elektrische
Maschine angesaugt und anschließend durch möglichst nahe an den Magneten platzierte
Öffnungen im Rotor mittels des mitlaufenden Lüfterrads gefördert, insbesondere gesaugt
oder gezogen, wird. Die zuvor genannten Öffnungen im Rotor, insbesondere in dessen
Inneren, sind beispielsweise Öffnungen im Blechpaket und vorzugsweise die zuvor genannten
Luftkanäle in dem Blechpaket. Während des Betriebs weist der Rotor eine warme Seite
und die zuvor genannte, gegenüber der warmen Seite kühlere Seite auf, wobei diese
von einer insbesondere als Motorumgebung ausgebildeten Umgebung im Kraftfahrzeug abhängig
ist.
[0046] Das vorzugsweise als Radiallüfterrad ausgebildete Lüfterrad wird dabei an der gegenüber
der kühleren Seite wärmeren Seite angeordnet. Mit anderen Worten weist der Rotor während
seines Betriebs eine warme Seite und eine demgegenüber kühlere Seite auf. Vorzugsweise
ist das Lüfterrad auf der warmen beziehungsweise wärmeren Seite angeordnet, wobei
das Lüfterrad während des Betriebs die Luft auf der kühleren Seite ansaugt beziehungsweise
in die elektrische Maschine beziehungsweise in das Gehäuse und insbesondere in das
Blechpaket beziehungsweise in dessen Luftkanäle einsaugt. Somit strömt die mittels
des Lüfterrads geförderte Luft beispielsweise entlang wenigstens eines auch als Luftpfad
bezeichneten Strömungspfads durch die elektrische Maschine. In diesem Strömungspfad
ist die kühlere Seite stromauf des Blechpakets angeordnet, und die wärmere Seite ist
stromab des Blechpakets angeordnet, wobei das Lüfterrad vorzugsweise stromab des Blechpakets
und stromab der kühleren Seite und dabei vorzugsweise auf der warmen beziehungsweise
wärmeren Seite angeordnet ist. Wie zuvor beschrieben liegen die Lüfterradschaufeln
unmittelbar beziehungsweise direkt an der Stirnseite des Blechpakets an. Die Luft
wird, insbesondere auf der warmen Seite, durch wenigstens eine oder mehrere, insbesondere
seitliche, Öffnungen des Gehäuses mittels des Lüfterrads gefördert und somit aus dem
Gehäuse ausgeblasen. In dem Luftpfad ist vorzugsweise wenigstens ein Wickelkopf des
Stators beziehungsweise eine Wicklung des Stators angeordnet, sodass sich der Wickelkopf
in dem Luftstrom befindet. Der sich in dem Luftstrom befindende Wickelkopf des Stators
wird dabei beidseitig durch Konvektion mittels der mittels des Lüfterrads geförderten
Luft gekühlt.
[0047] Üblicherweise ist ein Inverter der elektrischen Maschine fluidgekühlt. Mittels der
Erfindung kann jedoch auch eine reine Luftkühlung des Inverters vorgesehen werden.
Mit anderen Worten, bei einer reinen Luftkühlung der gesamten elektrischen Maschine
wird auch der Inverter ausschließlich mittels Luft und dabei mittels der mittels des
Lüfterrads geförderten Luft gekühlt. Dabei weist der Inverter beispielsweise eine
Kühlplatte auf, welche Rippen aufweisen kann, die von der mittels des Lüfterrads geförderten
Luft an- und umströmbar sind. Dies bedeutet, dass die mittels des Lüfterrads geförderte
Luft die Rippen der Kühlplatte des Inverters an- und umströmen kann, wodurch die Rippen
entwärmt werden. Hierdurch wird der Inverter effektiv gekühlt. Beispielsweise ist
der Inverter auf einer ersten Seite des Blechpakets angeordnet, während das Lüfterrad
auf einer der ersten Seite in axialer Richtung des Rotors gegenüberliegenden zweiten
Seite angeordnet ist.
[0048] Während des Betriebs des Rotors drehen das Lüfterrad, die Rotorwelle und das Blechpaket
mit der gleichen Geschwindigkeit beziehungsweise Drehzahl, sodass kein Luftspalt zwischen
dem Lüfterrad und dem Blechpaket sowie zwischen dem Lüfterrad und der Rotorwelle notwendig
ist. Hierdurch können durch Leckageströmungen bewirkte Lüfterverluste vermieden werden,
sodass ein besonders hoher Wirkungsgrad der Kühlung realisiert werden kann. Das beispielsweise
als Radiallüfterrad ausgebildete und somit als Radialgebläse fungierende Lüfterrad
kann die Luft beispielsweise im Zentrum des Rotors ansaugen. Vorzugsweise schließen
das Lüfterrad und das Blechpaket bündig ab, sodass unerwünschte Bypässe vermieden
werden können.
[0049] Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen elektrische
Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Fig. 2
- ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht der elektrische
Maschine gemäß der ersten Ausführungsform;
- Fig. 3
- eine schematische Perspektivansicht der elektrische Maschine gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- Fig. 4
- eine schematische und geschnittene Seitenansicht der elektrische Maschine gemäß der
zweiten Ausführungsform;
- Fig. 5
- eine schematische Perspektivansicht eines Rotors der elektrische Maschine gemäß der
zweiten Ausführungsform;
- Fig. 6
- eine schematische Vorderansicht des Rotors gemäß Fig. 5;
- Fig. 7
- eine weitere schematische Vorderansicht des Rotors gemäß Fig. 5 und 6;
- Fig. 8
- eine schematische und geschnittene Seitenansicht des Rotors gemäß Fig. 7; und
- Fig. 9
- eine schematische und geschnittene Perspektivansicht des Rotors gemäß der zweiten
Ausführungsform.
[0050] Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen
Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende
Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander
weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination
als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen
Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung
ergänzbar.
[0051] In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen
versehen.
[0052] Fig. 1 zeigt in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine erste Ausführungsform
einer elektrischen Maschine 10, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die elektrische
Maschine 10 weist ein Gehäuse 12 auf, welches mehrere, separat voneinander ausgebildete
und miteinander verbundene Gehäuseteile umfassen kann. Außerdem weist die elektrische
Maschine 10 wenigstens oder genau einen Stator 14 auf, welcher zumindest teilweise,
insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Gehäuse 12 angeordnet
beziehungsweise aufgenommen ist. Der Stator 14 weist wenigstens eine Wicklung 16 auf,
welche jeweilige Wickelköpfe 18 aufweisen kann. Die Wickelköpfe 18 sind beispielsweise
auf in axialer Richtung der elektrischen Maschine 10 voneinander abgewandten Seiten
des Stators 14, insbesondere eines Statorträgers des Stators 14, angeordnet.
[0053] Die elektrische Maschine 10 weist darüber hinaus einen zumindest teilweise, insbesondere
zumindest überwiegend, in dem Gehäuse 12 angeordneten beziehungsweise aufgenommenen
Rotor 20 auf, welcher um eine Drehachse 22 relativ zu dem Stator 14 und relativ zu
dem Gehäuse 12 drehbar ist. Dabei ist beispielsweise der Stator 14 bezüglich der Drehachse
22 drehfest an dem Gehäuse 12 festgelegt. Der Rotor 20 ist beispielsweise von dem
Stator 14 antreibbar und dadurch um die Drehachse 22 relativ zu dem Stator 14 drehbar.
Mit anderen Worten, während eines Betriebs der elektrische Maschine 10 und somit des
Rotors 20 wird beispielsweise der Rotor 20 von dem Stator 14 angetrieben und dadurch
um die Drehachse 22 relativ zu dem Stator 14 und relativ zu dem Gehäuse 12 bewegt.
Dieser Betrieb ist beispielsweise ein Motorbetrieb, in welchem die elektrische Maschine
10 über den Rotor 20 Drehmomente, beispielsweise zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs,
bereitstellen kann. Beispielsweise während eines als Generatorbetrieb ausgebildeten
Betriebs wird der Rotor 20 beispielsweise mittels kinetischer Energie des sich bewegenden
Kraftfahrzeugs angetrieben und dadurch um die Drehachse 22 relativ zu dem Stator 14
gedreht. Dann arbeitet die elektrische Maschine 10 beispielsweise als Generator, mittels
welchem zumindest ein Teil der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische
Energie umgewandelt wird, die von dem Generator bereitgestellt wird. In dem Motorbetrieb
arbeitet die elektrische Maschine 10 beispielsweise als Elektromotor.
[0054] Der Rotor 20 weist wenigstens oder genau eine einfach auch als Welle bezeichnete
Rotorwelle 24 auf, welche um die Drehachse 22, welche auch als Motordrehachse bezeichnet
wird, relativ zu dem Gehäuse 12 und relativ zu dem Stator 14 drehbar ist beziehungsweise
während des Betriebs gedreht wird. Außerdem weist der Rotor 20 wenigstens oder genau
ein, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, drehfeste mit der Rotorwelle 24
verbundenes Lüfterrad 26 auf, welches somit mit der Rotorwelle 24 um die Drehachse
22 relativ zu dem Gehäuse 12 und relativ zu dem Stator 14 mitdrehbar ist. Des Weiteren
weist der Rotor 20 ein auch als Rotorblechpaket bezeichneten Blechpaket 28 auf, welches,
insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, drehfeste mit der Rotorwelle 24 verbunden
ist. Dadurch ist beispielsweise wird auch das Blechpaket 28 mit der Rotorwelle 24
um die Drehachse 22 relativ zu dem Gehäuse 12 und relativ zu dem Stator 14 mit drehbar
beziehungsweise mit gedreht, insbesondere während des zuvor genannten Betriebs. Die
Rotorwelle 24, das Lüfterrad 26 und das Blechpaket 28 sind separat voneinander ausgebildete
und drehfest miteinander verbundene Komponenten. Dabei sind das Blechpaket 28 und
das Lüfterrad 26 auf der Rotorwelle 24 angeordnet und beispielsweise jeweils drehfest
mit dieser verbunden. Besonders gut in Zusammenschau mit Fig. 9 ist erkennbar, dass
das Lüfterrad 26 mehrere, in um die Drehachse 22 verlaufender Umfangsrichtung des
Lüfterrads 26 voneinander beabstandete Lüfterradschaufeln 30 aufweist, welche auch
als Schaufeln oder Laufradschaufeln bezeichnet werden. Werden die Rotorwelle 24 und
mit dieser das Lüfterrad 26 um die Drehachse 22 in eine beispielsweise in Fig. 1 durch
einen Pfeil 32 veranschaulichte Drehrichtung gedreht, so wird mittels der Schaufeln
und somit mittels des Lüfterrads 26 Luft gefördert, deren Strömung durch die elektrische
Maschine 10 in Fig. 1 durch Pfeile veranschaulicht ist.
[0055] Die mittels des Lüfterrads 26 geförderte Luft bildet somit eine Luftströmung, mittels
welcher zumindest der Rotor 20 und vorzugsweise auch der Stator 14 jeweils zumindest
teilweise gekühlt werden. Bei der ersten Ausführungsform ist eine reine Luftkühlung
der elektrischen Maschine 10 vorgesehen, sodass die elektrische Maschine 10 und vorzugsweise
auch ihr Inverter ausschließlich mittels der Luft gekühlt werden, die mittels des
Lüfterrads 26 gefördert wird. Die in Fig. 1 gezeigten Pfeile veranschaulichen ferner
einen auch als Strömungspfad bezeichneten Luftpfad, entlang welchem die mittels des
Lüfterrads 26 geförderte Luft durch die elektrische Maschine 10 hindurchströmt. Der
Luftpfad weist dabei einen Eintritt 34 auf, über welchen die Luft mittels des Lüfterrads
26 in den Luftpfad und dabei in das Gehäuse 12 eingesaugt wird. Ferner weist der Luftpfad
einen Austritt 36 auf, über welchen die Luft mittels des Lüfterrads 26 aus dem Gehäuse
12 beziehungsweise aus der elektrische Maschine 10 herausgefördert wird. Der Luftpfad
erstreckt sich somit zumindest oder genau von dem Eintritt 34 hin zu dem Austritt
36.
[0056] Während des Betriebs weist die elektrische Maschine 10 eine warme Seite und eine
demgegenüber kältere beziehungsweise kühlere Seite auf. Die warme Seite ist in Fig.
1 mit W bezeichnet, und die demgegenüber kältere Seite ist in Fig. 1 mit K bezeichnet.
[0057] Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass das Lüfterrad 26 auf der warmen Seite W angeordnet
ist. Bezogen auf den Luftpfad ist die warme Seite W stromab der kälteren Seite K angeordnet.
Außerdem ist das Blechpaket 28 im Luftpfad angeordnet, und auch der Wickelkopf 18
beziehungsweise zumindest einer der Wickelköpfe 18 ist in dem Luftpfad angeordnet.
Auch das Lüfterrad 26 ist in dem Luftpfad angeordnet. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass
das Lüfterrad 26 stromab des Blechpakets 28 in dem Luftpfad angeordnet ist. Ein erster
der Wickelköpfe 18 ist beispielsweise stromab des Eintritts 34 und stromauf des Blechpakets
28 angeordnet, und ein zweiter der Wickelköpfe 18 ist beispielsweise stromauf des
Austritts 36 und stromauf des Lüfterrads 26 angeordnet.
[0058] Der Eintritt 34 weist wenigstens eine oder mehrere, als Durchgangsöffnungen ausgebildete
und auch als Eintrittsöffnungen bezeichnete Öffnungen auf, welche in dem Gehäuse 12
und dabei in einer Wandung 38 des Gehäuses 12 ausgebildet sein, wobei die Wandung
38 einen Aufnahmeraum 40 des Gehäuses 12 in radialer Richtung des Rotors 20 nach außen
hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, begrenzt.
Dabei sind der Stator 14 und der Rotor 20 jeweils zumindest teilweise in dem Aufnahmeraum
40 angeordnet. Die Eintrittsöffnungen sind in radialer Richtung des Rotors 20 von
der Luft, die mittels des Lüfterrads 26 gefördert und somit angesaugt wird, durchströmbar,
sodass die mittels des Lüfterrads 26 geförderte Luft in radialer Richtung durch die
Eintrittsöffnungen hindurchströmt und somit in das Gehäuse 12 einströmt. Dies bedeutet,
dass das Lüfterrad 26 die Luft in radialer Richtung des Rotors 20 in das Gehäuse 12
einsaugt. Die mittels des Lüfterrads 26 geförderte Luft strömt während des Betriebs
das Lüfterrad 26 per se in axialer Richtung des Rotors 20 und somit in axialer Richtung
des Lüfterrads 26 an. Ferner strömt die mittels des Lüfterrads 26 geförderte Luft
das Lüfterrad 26 per se während des Betriebs in radialer Richtung ab. Mit anderen
Worten ausgedrückt strömt die mittels des Lüfterrads 26 geförderte Luft von dem Lüfterrad
an sich in radialer Richtung des Rotors 20 weg beziehungsweise ab. Das Lüfterrad 26
ist somit als Radiallüfterrad ausgebildet, welches ein Radialgebläse bildet. Mittels
des Lüfterrads 26 wird beispielsweise die das Lüfterrad 26 in axialer Richtung anströmende
und von dem Blechpaket 28 kommende Luft in radialer Richtung nach außen abgelenkt.
[0059] Der Austritt 36 weist beispielsweise wenigstens eine oder mehrere, als Durchgangsöffnungen
ausgebildete und auch als Austrittsöffnungen bezeichnete Öffnungen auf, über welche
das Lüfterrad 26 die durch das Lüfterrad 26 über die Eintrittsöffnung in das Gehäuse
12 eingesaugte Luft aus dem Gehäuse 12 herausfördert und somit ausbläst. Dabei ist
die jeweilige Austrittsöffnung in radialer Richtung des Rotors 20 von der mittels
des Lüfterrads 26 geförderten Luft durchströmbar. Die jeweilige Austrittsöffnung ist
dabei in einer Wandung 42 des Gehäuses 12 ausgebildet, wobei die Wandung 42 den Aufnahmeraum
40 in radialer Richtung nach außen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest
überwiegend oder vollständig, begrenzt. Dabei können die Wandungen 38 und 42 einstückig
voneinander vollständig, begrenzt. Dabei können die Wandungen 38 und 42 einstückig
voneinander ausgebildet sein, oder die Wandungen 38 und 42 sind separat voneinander
ausgebildet und miteinander zumindest mittelbar verbunden. Insgesamt ist erkennbar,
dass sowohl die Eintrittsöffnungen als auch die Austrittsöffnungen seitliche Öffnungen
sind, durch die die mittels des Lüfterrads 26 geförderte Luft in streng radialer Richtung
hindurchströmt.
[0060] Um nun eine besonders effiziente und effektive Kühlung der elektrische Maschine 10,
insbesondere des Rotors 20 sowie gegebenenfalls des Stators 14 realisieren zu können,
liegen - wie besonders gut aus Fig. 2 erkennbar ist - die jeweiligen Lüfterradschaufeln
30 an einer den jeweiligen Lüfterradschaufeln 30 in axialer Richtung des Rotors 20
zugewandten Stirnseite 44 direkt beziehungsweise unmittelbar an, sodass die jeweilige
Lüfterradschaufel 30 die Stirnseite 44 des Blechpakets 28 unmittelbar beziehungsweise
direkt berührt. Die axiale Richtung des Rotors 20 fällt mit der Drehachse 22 zusammen
und ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 46 veranschaulicht.
[0061] Am Beispiel der in Fig. 2 gezeigten Lüfterradschaufel 30 ist erkennbar, dass die
jeweilige Lüfterradschaufel 30 eine der Stirnseite 44 des Blechpakets 28 in axialer
Richtung des Rotors 20 zugewandte weitere Stirnseite 48 aufweist, wobei beispielsweise
die gesamte Stirnseite 48 beziehungsweise zumindest ein Teil der Stirnseite 48 die
Stirnseite 44 direkt berührt. Dadurch können unerwünschte Leckage- beziehungsweise
Bypassströmungen vermieden werden. Außerdem ist das Lüfterrad 26, insbesondere vollständig,
in axialer Richtung des Rotors 20 für die mittels des Lüfterrads 26 geförderte Luft
dicht. Dies bedeutet, dass die Luft, welche mittels des Lüfterrads 26 gefördert wird,
nicht in streng axialer Richtung des Rotors 20 durch das Lüfterrad 26 hindurchströmen
kann, sondern die Luft, welche mittels des Lüfterrads 26 gefördert wird, kann nur
durch Kanäle des Lüfterrads 26 hindurchströmen. Diese Kanäle sind dabei in Umfangsrichtung
des Lüfterrads 26 zwischen den jeweiligen Lüfterradschaufeln 30 angeordnet und durch
diese begrenzt, da die Lüfterradschaufeln 30 in Umfangsrichtung des Lüfterrads 26
voneinander beabstandet sind. Die Umfangsrichtung des Lüfterrads 26 fällt mit der
genannten Drehrichtung zusammen, sodass der Pfeil 32 auch die Umfangsrichtung des
Lüfterrads 26 veranschaulicht. Außerdem ist aus Fig. 1 erkennbar, dass der auch als
Einlass bezeichnete Eintritt 34 auf der kälteren Seite K angeordnet ist, während der
auch als Auslass bezeichnete Austritt 36 auf der warmen Seite W angeordnet ist. Die
warme Seite W wird auch als wärmere Seite bezeichnet, da die warme Seite W während
des Betriebs wärmer als die auch als kalte Seite bezeichnete kältere Seite K ist.
[0062] Besonders gut aus Fig. 2 ist erkennbar, dass das Lüfterrad 26 eine sich in axialer
Richtung an die Lüfterradschaufeln 30 anschließende und in axialer Richtung vollständig
für die Luft dichte Deckscheibe 50 aufweist, welche beispielsweise durch einen Boden
oder einen Rücken des Lüfterrads 26 gebildet ist. Die Deckscheibe 50 ist zumindest
in einem in radialer Richtung des Rotors 20 innenseitig der Lüfterradschaufeln 30
angeordneten Bereiche B in axialer Richtung von der Stirnseite 44 des Blechpakets
28 beabstandet, wodurch in dem Bereich B ein in axialer Richtung durch die Deckscheibe
50 begrenzter und in radialer Richtung innseitig der Lüfterradschaufeln 30 angeordneter
Zwischenraum 52 gebildet ist. In radialer Richtung nach innen hin ist der Zwischenraum
52 beispielsweise durch die Rotorwelle 24 oder vorliegend durch die Deckscheibe 50,
insbesondere durch eine Wandung 54 der Deckscheibe 50, begrenzt. In eine mit der axialen
Richtung zusammenfallende und in Fig. 2 durch einen Pfeil 56 veranschaulichte und
von der Stirnseite 44 wegweisende Richtung ist der Zwischenraum 52 durch die Deckscheibe
50, insbesondere durch eine weitere Wandung 58 der Deckscheibe 50, begrenzt. Die radiale
Richtung des Rotors 20 und somit des Lüfterrads 26 ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil
60 veranschaulicht.
[0063] Während des Betriebs strömt die mittels des Lüfterrads 26 geförderte Luft beispielsweise
in streng axialer Richtung in den Zwischenraum 52 ein. Daraufhin wird die Luft mittels
der Deckscheibe 50, insbesondere mittels der Wandung 54 und/oder mittels der Wandung
58, in radialer Richtung nach außen hin zu den Lüfterradschaufeln 30 umgelenkt beziehungsweise
umgeleitet und somit geführt. Dabei weist die Deckscheibe 50 wenigstens einen den
Zwischenraum 52 zumindest teilweise in axialer Richtung und dabei in die durch den
Pfeil 56 veranschaulichte Richtung begrenzenden und bogenförmigen und vorliegend konkav
ausgebildeten Wandungsbereich 62 auf, mittels welchem die zunächst in streng axialer
Richtung strömende und von dem Blechpaket 28 kommende Luft von ihrer zunächst streng
axialen Strömungsrichtung in eine insbesondere streng radiale Strömungsrichtung hin
zu den Lüfterradschaufeln 30 umlenkbar ist beziehungsweise umgelenkt wird. Dies bedeutet,
dass die von dem Blechpaket 28 kommende Luft zunächst in die axiale Strömungsrichtung
strömt beziehungsweise eine axiale Strömungsrichtung aufweist, entlang welcher die
Luft in den Zwischenraum 52 strömt. Mittels des Wandungsbereichs 62 wird die Luft
umgelenkt, sodass dann die Luft nicht mehr die axiale Strömungsrichtung sondern eine
radiale Strömungsrichtung aufweist, entlang welcher beziehungsweise in die die Luft
strömt und somit zu den Lüfterradschaufeln 30 strömt. Der Wandungsbereich 62 ist dabei
beispielsweise durch die Wandung 58 gebildet oder Teil der Wandung 58.
[0064] Von den Kanälen ist in den Fig. 1 und 2 jeweils ein mit 64 bezeichneter Kanal erkennbar,
wobei in Fig. 9 mehrere der Kanäle erkennbar und mit 64 bezeichnet sind. Besonders
gut aus Fig. 2 ist erkennbar, dass die Kanäle 64 in die durch den Pfeil 56 veranschaulichte
Richtung durch die Deckscheibe 50 verschlossen und dadurch in streng axialer Richtung
für die Luft dicht sind, sodass die Luft nicht in streng axialer Richtung durch die
Kanäle 64 strömen kann, sondern die Luft kann lediglich beispielsweise in streng radialer
Richtung durch die Kanäle 64 strömen beziehungsweise entlang des Lüfterrads 26 strömen.
Außerdem sind die Kanäle 64 in axialer Richtung zu der Stirnseite 44 hin und somit
in eine in Fig. 2 durch einen Pfeil 67 veranschaulichte, mit der axialen Richtung
zusammenfallende und der durch den Pfeil 56 veranschaulichten Richtung entgegengesetzte
zweite Richtung offen.
[0065] Der jeweilige Kanal 64 weist einen von der Luft durchströmbaren Einzelströmungsquerschnitt
A auf, welcher beispielsweise in axialer Richtung einerseits durch die Deckscheibe
50 und andererseits durch die Stirnseite 44 begrenzt ist. In Umfangsrichtung ist der
Einzelströmungsquerschnitt A beispielsweise durch jeweilige, in Umfangsrichtung unmittelbar
zueinander benachbarte der jeweiligen Lüfterradschaufeln 30 begrenzt. Die Einzelströmungsquerschnitte
A der Kanäle 64 ergeben in Summe einen Summenströmungsquerschnitt.
[0066] Wie in Fig. 1 anhand der dort gezeigten Pfeile erkennbar ist, ist das Blechpaket
von der mittels des Lüfterrads 26 geförderten Luft durchströmbar. Dabei weist das
gesamte Blechpaket 28 insgesamt einen von der mittels des Lüfterrads 26 geförderten
Luft durchströmbaren Blechpaketströmungsquerschnitt auf, welcher erfindungsgemäß dem
Summenströmungsquerschnitt entspricht. Der Blechpaketströmungsquerschnitt ist beispielsweise
durch jeweilige Luftkanäle 66 gebildet, die in dem Blechpaket 28 verlaufen und sich
vorzugsweise in streng axialer Richtung erstrecken. Der jeweilige Luftkanal 66 mündet
auf Seiten des Lüfterrads 26 unmittelbar beziehungsweise direkt in den Zwischenraum
52. Hierzu weist der jeweilige Luftkanal 66 wenigstens oder genau eine Austrittsöffnung
68 auf, über welche der jeweilige Luftkanal 66 in den Zwischenraum 52 mündet. Dabei
schließen sich jeweilige Wandungsbereiche des Lüfterrads 26 insbesondere in radialer
Richtung nach innen hin, in radialer Richtung nach außen hin und in Umfangsrichtung
unmittelbar beziehungsweise direkt an die Austrittsöffnung 68, insbesondere an deren
Randbereich, an, sodass eine gezielte und definierte Führung der Luft gewährleistet
werden kann.
[0067] Ferner ist vorzugsweise die Deckscheibe 50 entlang ihrer gesamten, von der Rotorwelle
24 in radialer Richtung nach außen verlaufenden Erstreckung und entlang ihrer gesamten,
in Umfangsrichtung des Lüfterrads 26 verlaufenden Erstreckung für die Luft dicht.
Weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Anzahl der Lüfterradschaufeln
30 ungerade ist. Alternativ oder zusätzlich sind die Lüfterradschaufeln 30 in einer
ungleichmäßigen Winkelteilung angeordnet, welche wenigstens oder genau drei voneinander
unterschiedliche Winkel aufweisen kann. Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen,
dass das Lüfterrad 26 durch einen Rändelpressverband 70 zumindest drehfest mit der
Rotorwelle 24 verbunden ist.
[0068] Die jeweilige Eintrittsöffnung weist einen jeweiligen, auch als Einlassquerschnitt
bezeichneten Eintrittsquerschnitt auf, welcher von der Luft, die mittels des Lüfterrads
26 in radialer Richtung in das Gehäuse 12 eingesaugt wird, durchströmbar ist. Die
Eintrittsquerschnitte ergeben in Summe einen Summeneintrittsquerschnitt. Vorzugsweise
entspricht der Summeneintrittsquerschnitt dem Blechpaketströmungsquerschnitt. Der
jeweilige Luftkanal 66 weist beispielsweise einen Einzelströmungsquerschnitt S auf,
welcher von der Luft, die durch den jeweiligen Luftkanal 66 strömt, durchströmbar
ist. Der Blechpaketströmungsquerschnitt ist beispielsweise die Summe der Einzelströmungsquerschnitte
S.
[0069] Des Weiteren weist vorzugsweise die jeweilige Austrittsöffnung einen jeweiligen,
auch als Auslassquerschnitt bezeichneten Austrittsquerschnitt auf, welcher von der
Luft durchströmt wird beziehungsweise durchströmbar ist, die mittels des Lüfterrads
26 aus dem Gehäuse 12 ausgeblasen wird. Die Austrittsquerschnitte ergeben in Summe
vorzugsweise einen Summenaustrittsquerschnitt, welcher vorzugsweise dem Blechpaketströmungsquerschnitt
entspricht.
[0070] Während Fig. 1 und 2 die erste Ausführungsform zeigen, veranschaulichen Fig. 3 bis
9 einen zweite Ausführungsform der elektrische Maschine 10. Besonders gut aus Fig.
1, 3 und 4 ist erkennbar, dass auf der Rotorwelle 24 eine beispielsweise als Riemenscheibe
ausgebildete Scheibe 72 angeordnet ist. Die Scheibe 72 ist beispielsweise drehfest
mit der Rotorwelle 24 verbunden und im vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs
von einem beispielsweise als Riemen ausgebildeten Zugmittel umschlungen. Dadurch können
beispielsweise Drehmomente zwischen der Rotorwelle 24 und dem Zugmittel über die Scheibe
72 übertragen werden.
[0071] In Fig. 4 veranschaulichen Pfeile die Strömung der Luft durch die elektrische Maschine
10, sodass anhand der Pfeile besonders gut die Luftströmung durch die elektrische
Maschine 10 und insbesondere durch die auch als Rotorblechpaket-Öffnungen bezeichneten
Luftkanäle 66 des Blechpakets 28 erkennbar ist. außerdem sind in Fig. 4 besonders
gut die Wickelköpfe 18 der Wicklung 16 erkennbar. Aus Fig. 4 bis 6 ist darüber hinaus
besonders gut erkennbar, dass der Rotor 20 ein auch als Wuchtscheibe bezeichnetes
Wuchtrad 74 aufweist, mittels welchem der Rotor 20 gewuchtet beziehungsweise ausgewuchtet
ist. Dadurch kann ein besonders ruhiger und somit vibrationsarmer Lauf des Rotors
20 gewährleistet werden. Die Wuchtscheibe weist dabei mehrere, in axialer Richtung
von der mittels des Lüfterrads 26 geförderten Luft durchströmbare Durchströmöffnungen
76 auf, sodass die Luft besonders gut durch die Wuchtscheibe hindurch und in der Folge
in die Luftkanäle 66 einströmen und diese durchströmen kann. Die Wuchtscheibe ist
dabei in dem zuvor genannten Luftpfad stromab des Eintritts 34, insbesondere stromab
des einen Wickelkopfes 18 und stromauf des Blechpakets 28 angeordnet.
[0072] Eine übermäßige Verschattung und somit Versperrung der auch als Luftöffnungen bezeichneten
Luftkanäle 66 im Blechpaket 28 kann dadurch vermieden werden, dass die Durchströmöffnungen
76 deckungsgleich mit den Luftkanälen 66, insbesondere mit deren Eintrittsöffnungen
78, angeordnet sind. Über die EintrittsÖffnungen 78 kann die mittels des Lüfterrads
26 geförderte Luft in die Luftkanäle 66 einströmen, insbesondere in axialer Richtung.
Dies bedeutet, dass vorzugsweise die Durchströmöffnungen 76 beziehungsweise in Überlappung
mit den Luftkanälen 66 beziehungsweise mit den Eintrittsöffnungen 78 angeordnet sind.
Die Wuchtscheibe weist darüber hinaus äußere, beispielsweise als Durchgangsöffnungen
Öffnungen 82 auf, welche in radialer Richtung weiter außen als die Durchströmöffnungen
76 angeordnet sind. Um beispielsweise sicherzustellen, dass die Durchströmöffnungen
76 in Überdeckung beziehungsweise in Überlappung mit den Eintrittsöffnungen 78 angeordnet
sind beziehungsweise werden, wird beispielsweise das Wuchtrad 74 mittels wenigstens
einer oder vorzugsweise mittels wenigstens zweier der äußeren Öffnungen 82 relativ
zu dem Blechpaket 28 und/oder relativ zu dem Gehäuse 12 positioniert.
[0073] Außerdem weist das Blechpaket 28 Ausbuchtungen 80 auf, welche beispielsweise in einem
Rotor-Blechschnitt des Blechpakets 28 ausgebildet sind. Die Ausbuchtungen 80 stehen
beispielsweise in axialer Richtung, insbesondere zu der Wuchtscheibe hin, von einem
Grundkörper des Blechpakets 28 ab. Die Ausbuchtungen 80 erzeugen Strömungsturbulenzen
der Luftströmung, um eine besonders vorteilhaften Wärmeaustausch zwischen der Luft
und dem Blechpaket 28 gewährleisten zu können. Bei der zweiten Ausführungsform sind
acht Öffnungen 82 vorgesehen, welche als Positionierlöcher verwendet werden, um die
Wuchtscheibe derart relativ zu dem Blechpaket 28, insbesondere in Umfangsrichtung
des Rotors 20, anzuordnen, dass die Durchströmöffnungen 76 in Überlappung mit den
Eintrittsöffnungen 78 angeordnet sind. Besonders gut aus Fig. 7 ist erkennbar, dass
die Eintrittsöffnungen 78 Öffnungen für einen Luftdurchzug sind, sodass die mittels
des Lüfterrads 26 geförderte Luft durch das Blechpaket 28 hindurchströmen kann.
[0074] Außerdem umfasst der Rotor 20 aus Fig. 7 erkennbare Magnete 84, welche als Permanentmagnete
ausgebildet sein können. Die Magnete 84 sind an dem Blechpaket 28 gehalten und dabei
zumindest teilweise in jeweiligen, korrespondierenden und auch als Taschen bezeichneten
Magnettaschen 86 des Blechpakets 28 angeordnet beziehungsweise aufgenommen.
[0075] Fig. 8 zeigt den Rotor 20 gemäß der zweiten Ausführungsform in einer schematischen
und geschnittenen Seitenansicht. Besonders gut aus Fig. 8 erkennbar sind das Lüfterrad
26, das Blechpaket 28, die Rotorwelle 24 und das Wuchtrad 74. Außerdem ist aus Fig.
8 besonders gut der Rändelpressverband 70 erkennbar, mittels welchem das Lüfterrad
26 drehfest mit der Rotorwelle 24 verbunden und auch in axialer Richtung des Rotors
20 an der Rotorwelle 24 festgelegt ist. Darüber hinaus ist ein weiterer Rändelpressverband
88 vorgesehen, mittels welchem die Wuchtscheibe drehfest mit der Rotorwelle 24 verbunden
und auch in axialer Richtung des Rotors 20 an der Rotorwelle 24 festgelegt ist. Des
Weiteren ist aus Fig. 8 besonders gut erkennbar, dass die Deckscheibe 50 ein Teil
des Lüfterrads 26 ist und genutzt wird, um stirnseitige Totgebiete zu vermeiden. Der
Rändelpressverband 70 beziehungsweise 88 wird zur Reduktion von Fertigungstoleranzen
und für einen verbesserten Kontakt zwischen der Welle und dem Lüfterrad 26 beziehungsweise
zwischen der Welle und dem Wuchtrad 74 genutzt, insbesondere durch einen Reib- und
Formschluss. Außerdem wird der Rändelpressverband 70 beziehungsweise 88 zur Kompensation
eines verminderten Pressverbands bei hohen Temperaturen genutzt.
[0076] Schließlich sind aus Fig. 9 besonders gut die Lüfterradschaufeln 30 erkennbar. Die
ungerade Anzahl der Lüfterradschaufeln 30 und ihre ungleichmäßige Winkelteilung dienen
der Geräuschreduktion.
[0077] Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein gesamter Einlassquerschnitt des Lüfterrads
26, über dessen gesamten Einlassquerschnitt die mittels des Lüfterrads 26 geförderte
Luft insgesamt in das Lüfterrad 26, insbesondere in die Kanäle 64, einleitbar ist,
dem Blechpaketströmungsquerschnitt entspricht. Außerdem bildet der Wandungsbereich
62 eine verrundete Fläche, mittels welcher eine besonders vorteilhafte und strömungsgünstige
Führung der von dem Blechpaket 28 kommenden und zunächst in axialer Richtung strömenden
Luft hin zu den Lüfterradschaufeln 30 realisiert werden kann. Hierdurch können Totgebiete
vermieden werden. Außerdem sind in Fig. 9 die zuvor genannten, in Fig. 9 mit 90 bezeichneten
und sich in radialer Richtung nach außen beziehungsweise nach innen hin unmittelbar
beziehungsweise direkt an die jeweilige Austrittsöffnung 68, insbesondere an deren
Rand, anschließenden Wandungsbereiche des Lüfterrads 26 erkennbar.
1. Rotor (20) für eine elektrische Maschine (10), mit wenigstens einer um eine Drehachse
(22) drehbaren Rotorwelle (24), mit wenigstens einem drehfest mit der Rotorwelle (24)
verbundenen Blechpaket (28), und mit wenigstens einem drehfest mit der Rotorwelle
(24) verbundenen und mehrere Lüfterradschaufeln (30) aufweisenden Lüfterrad (26),
mittels welchem Luft zum Kühlen des Rotors (20) zu fördern ist, wobei
die Lüfterradschaufeln (30) an einer den Lüfterradschaufeln (30) in axialer Richtung
(46) des Rotors (20) zugewandten Stirnseite (44) des Blechpakets (28) direkt anliegen,
wobei das Lüfterrad (26) in axialer Richtung (46) für die Luft dicht ist,
das Lüfterrad (26) eine sich in axialer Richtung (46) an die Lüfterradschaufeln (30)
anschließende und in axialer Richtung (46) für die Luft dichte Deckscheibe (50) aufweist,
welche zumindest in einem in radialer Richtung (60) des Rotors (20) innenseitig der
Lüfterradschaufeln (30) angeordneten Bereich (B) in axialer Richtung (46) von der
Stirnseite (44) des Blechpakets (28) beabstandet ist, wodurch in dem Bereich (B) ein
in axialer Richtung (46) zumindest durch die Deckscheibe (50) begrenzter Zwischenraum
(52) gebildet ist, in welchen die Luft in axialer Richtung (46) einleitbar ist, wobei
die Luft mittels der Deckscheibe (50) von dem Zwischenraum (52) in radialer Richtung
(60) nach außen zu den Lüfterradschaufeln (30) zu führen ist,
die in Umfangsrichtung (32) des Lüfterrads (26) voneinander beabstandeten Lüfterradschaufeln
(30) jeweilige, in Umfangsrichtung (32) des Lüfterrads (26) zwischen den jeweiligen
Lüfterradschaufeln (30) angeordnete und von der Luft durchströmbare Kanäle (64) begrenzen,
die Kanäle (64) mittels der Deckscheibe (50) in eine mit der axialen Richtung (46)
des Rotors (20) zusammenfallende und von der Stirnseite (44) wegweisende Richtung
(56) verschlossen und dadurch für die Luft in axialer Richtung (46) dicht sind,
der jeweilige Kanal (64) einen von der Luft durchströmbaren Einzelströmungsquerschnitt
(A) aufweist, wobei die Einzelströmungsquerschnitte (A) der Kanäle (64) in Summe einen
von der Luft durchströmbaren Summenströmungsquerschnitt bilden,
das Blechpaket (28) von der mittels des Lüfterrads (26) geförderten Luft durchströmbar
ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das gesamte Blechpaket (28) insgesamt einen von der mittels des Lüfterrads (26) geförderten
Luft durchströmbaren Blechpaketströmungsquerschnitt aufweist, welcher dem Summenströmungsquerschnitt
entspricht.
2. Rotor (20) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckscheibe (50) wenigstens einen den Zwischenraum (52) zumindest teilweise in
axialer Richtung (46) begrenzenden und bogenförmigen Wandungsbereich (62) aufweist,
mittels welchem die Luft von einer axialen Strömungsrichtung (56) in eine radiale
Strömungsrichtung (60) hin zu den Lüfterradschaufeln (30) umlenkbar ist.
3. Rotor (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kanäle (64) in axialer Richtung (46) zu der Stirnseite (44) des Blechpakets (28)
hin offen sind.
4. Rotor (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckscheibe (50) entlang ihrer gesamten, von der Rotorwelle (24) in radialer Richtung
(60) nach außen verlaufenden Erstreckung und entlang ihrer gesamten, in Umfangsrichtung
(32) des Lüfterrads (26) verlaufenden Erstreckung für die Luft dicht ist.
5. Rotor (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzahl der Lüfterradschaufeln (30) ungerade ist.
6. Rotor (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lüfterradschaufeln (30) in einer ungleichmäßigen Winkelteilung angeordnet sind.
7. Rotor (20) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Winkelteilung wenigstens oder genau drei voneinander unterschiedliche Winkel aufweist.
8. Rotor (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Lüfterrad (26) durch einen Rändelpressverband (70) zumindest drehfest mit der
Rotorwelle (24) verbunden ist.
9. Elektrische Maschine (10), mit wenigstens einem Stator (14), und mit wenigstens einem
um eine Drehachse (22) relativ zu dem Stator (14) drehbaren Rotor (20) nach Anspruch
1.